Transcript Fundamentos de Tecnologias Wireless
Fundamentos de Tecnologias Wireless – Parte 2
Assunto: Fundamentos de Transmissão Wireless
Ondas
Matemática para estudo de ondas eletromagnéticas Ondas eletromagnéticas
Tecnicas de modulação Acesso múltiplo e largura de banda Propagação de ondas de rádios
Ondas
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Pode ser definida como:
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Um distúrbio ou variação que transfere energia progressivamente de um ponto a outro em um meio.
Pode ter várias formas: Deformação elástica; Variação de pressão; Intensidade elétrica ou magnética Potencial elétrico ou temperatura.
# Interactive Media Activity – 3.1.1
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Formas de onda
Ondas
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Algumas propriedades: Amplitude: distância do 0 ao seu valor máximo; Período (t): um ciclo; é o tempo que leva para o sinal completar Comprimento de onda (λ): é a distância percorrida pelo sinal de onda durante um período; Freqüência (f): é o número de repetições ou ciclos por unidade de tempo, geralmente expressa em ciclos por segundo ou Hz.
# Interactive Media Activity – 3.1.2
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Matemática para Estudo das Ondas Eletromagnéticas
Watts
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É a unidade básica de força e força é relacionada a energia, entretanto força é uma taxa e energia é uma quantidade.
P= ME/MT , onde transferida e MT ME é o montante de energia é o intervalo de tempo sobre o qual a energia é transferida.
1 Watt = 1 Joule / 1 segundo .
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Matemática para Estudo das Ondas Eletromagnéticas
Decibel (dB) É a unidade de medida da potência elétrica; 1 dB = Bell / 10, onde Bell é uma unidade de som nomeado por Alexander Graham Bell; O dB é medido na escala logarítma base 10. Esta base incrementa em 10 vezes cada 10 dB medido.
dB = 10 LOG P ( in ) / P ( out ) Exemplo: Incremento 3 dB = dobro da potência; Decremento 3 dB = metade da potência; Incremento de 10 dB = dez vezes a potência Decremento de 10 dB = 1/10 da potência
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Matemática para Estudo das Ondas Eletromagnéticas
Referências Decibel
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Como o dB não tem uma referência particular definida, é adotado para algumas medidas o dB x .
dBm (dB milliWatt)
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Expressa a amplificação (ganho ou atenuação) de um sinal em relação a potência de 1mW. O dBm é um valor absoluto de potência Ampliação = 10 LOG ( Potência (mW) ) / 1(mW) Exemplo : Transforme 9mW em dBm Potência = 10 LOG 9(mW) = 9,54 dBm 1(mW)
Matemática para Estudo das Ondas Eletromagnéticas
dBd (dipolo)
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Refere-se ao ganho que a antena tem, é comparado ao dipolo de uma antena na mesma freqüência. O dipolo é o menor ganho que a antena pode ter; dBi (isotrópico)
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Refere-se ao ganho que uma dada antena tem quando comparada com uma isotrópica (antena “perfeita”); EIRP (Effective Isotropic Radiated Power) É definido como a força efetiva encontrada no lobo do transmissor da antena. É igual a soma do ganho da antena (em dBi), mais o nível de potência (em dBm) para a antena;
Matemática para Estudo das Ondas Eletromagnéticas
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Ganho Aumento do sinal de RF.
Ondas Eletromagnéticas
c = λ x f , onde “ c ” é a velocidade da luz f ~ 1 / λ
Ondas Eletromagnéticas
EM tem também outras propriedades;
Reflexão
Refração Difração ou espalhamento sobre obstáculos
Polarização Fase # Exibir as três mídias -> Interactive Media Activity – 3.3.1
# Exibir mídia -> Interactive Media Activity – 3.3.2
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Técnicas de Modulação
Modulação.
Transmissão em um meio pode ser mudada ou modulada para imprimir informações sobre ele, assim como a demodulação pode ser usada para recuperar informações; Modular um sinal significa imprimir as características de uma forma de onda em uma segunda forma de onda (portadora), variando a amplitude, freqüência, fase, ou outra característica da portadora “Modular é modificar uma onda portadora conforme o sinal principal a ser transmitido” Série de Forrier -> ondas complexas podem ser criadas pela soma de ondas simples
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Técnicas de Modulação
Modulação.
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Portadora é uma onda que combinada com sinal da informação, carrega o sinal através do canal de comunicação. Então a freqüência portadora é que vai transmitir o sinal. Exemplo: WLAN. Na freqüência de 2,4 Ghz é adicionada o FHSS(Frequency Hopping) ou o DSSS (Direct Sequence) para fazer o sinal mais imune a interferências ou ruidos.
Série de Forrier -> ondas complexas podem ser criadas pela soma de ondas simples
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Técnicas de Modulação
Exemplo de Modulação.
Modulação em amplitude Modulação em freqüência – AM – FM Modulação em fase – PM Deslocamento diferencial de Fase - DPSK # Exibir as mídias 3.4.3 e 3.5.2
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FHSS
O FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) é uma técnica de espalhamento espectral que usa a agilidade da freqüência para espalhar os dados sobre 83 MHz de espectro.
Muda ou salteia a freqüência de transmissão rapidamente em 83 MHz sobre 2,4 GHz; Em específicos intervalos de tempo a lista de freqüência da portadora muda; O receptor é sincronizado com a seqüência de saltos do transmissor.
# Exibir a mídia 3.5.3
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DSSS
O DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) define um ca nal como contíguas bandas de freq. de 22 MHz de largura; Cada canal opera de 1 a 11 centros de freqüências definidas e estende 11 MHz em cada direção
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Exemplo: canal 1 = 2,401 GHz e 2,423 Ghz que é 2,412 Ghz mais ou menos 11 MHz
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DSSS
Como existe sobreposição entre canais adjacentes usa-se simultaneamente os canais que não se interferem (c1-c6-c11) ;
DSSS
FHSS Usa cada freqüência durante um curto período de tempo na repetição de um padrão.
DSSS Usa uma ampla faixa de freqüência de 22 MHz todo o tempo. O sinal é espalhado através de diferentes freqüências
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DSSS
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Forma de transmissão: Cada bit de dados torna-se uma seqüência de fichas (chips) que são transmitidas em paralelo.
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O IEEE define 11 “chips” FCC define 10 chips para 1 e 2 Mbps (BPSK/QPSK) e 08 “chips” para 11 Mbps (CCK).
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DSSS
O 802.11b usa três diferentes tipos de modulação:
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BPSK – Binary Phase Shift Keying, transmite a 1 Mbps; QPSK 2 Mbps; Quadrature Phase Shift Keying , transmite a CCK – Complementary Code Keying, transmite 5,5 Mbps e 11 Mbps.
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OFDM
O Orthogonal Frequency Division Multiplexing quebra uma portadora de alta velocidade em diversas sub-portadoras que são transmitidas em paralelo; Cada canal de alta velocidade tem 20 MHz de largura e é quebrado em 52 canais de 300 KHz. Destes são 48 para dados e 04 para correção de erros
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OFDM
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O IEEE 802.11 a suporta três tipos de modulação: BSPK / QPSK; QAM - Quadrature Amplitude Modulation ;
Acesso Múltiplo - Multiplexação
- Técnica de transporte de várias informações fluindo numa mesma portadora.
- Todas as tecnologias de telecomunicações que interconectam nós com enlaces, utilizam de alguma forma a multiplexação.
- Multiplexação reduz o custo, tendo que todos os dados fazem uso da mesma portadora.
TDM - time division multiplexing; FDM - frequency division multiplexing; CDM - code division multiplexing.
GSM faz uso de uma combinação de fdm-tdm.
Acesso Múltiplo - Multiplexação
- Técnica de transporte de várias informações fluindo numa mesma portadora.
- Todas as tecnologias de telecomunicações que interconectam nós com enlaces, utilizam de alguma forma a multiplexação.
- Multiplexação reduz o custo, tendo que todos os dados fazem uso da mesma portadora.
TDM - time division multiplexing (síncrono ou assíncrono); FDM - frequency division multiplexing; CDM - code division multiplexing.
GSM faz uso de uma combinação de FDM-TDM.
WDM - Wavelength Division Multiplexing OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
Acesso Múltiplo - Multiplexação
- TDM
Acesso Múltiplo - Multiplexação
- FDM
Acesso Múltiplo - Multiplexação
- CDM
Acesso Múltiplo - Multiplexação
OFDM
-Evolução da FDM -A Técnica consiste na transmissão paralela de dados em diversas subportadoras
Acesso ao Meio
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A WLAN usa o protocolo CSMA/CA